JP3241345U - gas dissolver - Google Patents
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Abstract
【課題】ポンプの出力が小さくても液体中の気体溶存量をさらに効率よく上昇させる気体溶解装置を提供する。【解決手段】気体溶解装置1は筒体2とその筒体2の両開口をそれぞれ閉塞する板体とからなる処理空間4と、筒体2に設けられ気体と液体とが混合された気液混合流体が処理空間4に流入する流入口5と、筒体2に設けられ気液混合流体を処理空間4から排出する排出口6とを有し、気液混合流体の一部が処理空間4内において流出口5から排出口6に至るまで螺旋旋回するようになっている。螺旋旋回する気液混合流体にせん断力を付与するせん断部131―1~131―5が処理空間4内に設けられている。【選択図】図5A gas dissolving device is provided that more efficiently increases the amount of gas dissolved in a liquid even if the output of the pump is small. A gas-dissolving apparatus 1 includes a processing space 4 comprising a cylindrical body 2 and plates closing both openings of the cylindrical body 2, respectively, and a gas-liquid processing space provided in the cylindrical body 2 in which gas and liquid are mixed. It has an inlet 5 through which the mixed fluid flows into the processing space 4 and an outlet 6 provided in the cylindrical body 2 through which the gas-liquid mixed fluid is discharged from the processing space 4. Part of the gas-liquid mixed fluid flows into the processing space 4. It spirally turns from the outflow port 5 to the discharge port 6 inside. Shearing units 131-1 to 131-5 are provided in the processing space 4 for imparting a shearing force to the spirally swirling gas-liquid mixed fluid. [Selection drawing] Fig. 5
Description
本考案は、液体に気体を効率よく溶融させる気体溶解装に関し、特に、液体中の気体溶存量を効率よく上昇させ、液体中の気体溶存量の時間経過による減少を緩やかにすることができる気体溶解装置に関する。 The present invention relates to a gas dissolving device for efficiently dissolving gas in a liquid, and in particular, a gas that can efficiently increase the amount of dissolved gas in the liquid and moderate the decrease in the amount of dissolved gas in the liquid over time. It relates to a dissolution device.
従来、気体溶存量を増加させた液体は、例えば、食品分野、農業分野、環境分野などにおいて活用されており、その活用分野は拡大していく傾向にある。気体溶存量を増加させた液体に関しては、マイクロバブルやナノバブル等の微細な気泡を発生させて、液体中の気体溶存量を増加させる装置が知られている。このようなマイクロバブルやナノバブル等の微細な気泡を発生させ、液体中に気泡(期待)溶存させるものとして、特開2013―081880号公報に記載の気体溶解装置がある。 Conventionally, liquids with an increased amount of dissolved gas have been used, for example, in the fields of food, agriculture, and the environment, and their fields of application tend to expand. As for liquids with an increased amount of dissolved gas, there is known an apparatus that generates fine bubbles such as microbubbles and nanobubbles to increase the amount of dissolved gas in the liquid. JP-A-2013-081880 discloses a gas dissolving device that generates fine bubbles such as microbubbles and nanobubbles and dissolves them (expectedly) in a liquid.
当該気体溶解装置では、気体溶解装置1は筒体とその筒体の両開口をそれぞれ閉塞する板体とからなる処理空間と、筒体に設けられ気体と液体とが混合された気液混合流体が処理空間に流入する流入口と、筒体に設けられ気液混合流体を処理空間から排出する排出口とを有し、気液混合流体の一部が処理空間内において流出口から排出口に至るまで螺旋旋回するようになっている。
In this gas dissolving apparatus, the
ところで、上述した従来の気体溶解装置の液体中への気体溶存量をさらに高めたいという要請がある。 By the way, there is a demand to further increase the amount of gas dissolved in the liquid of the above-described conventional gas dissolving apparatus.
上記点より本考案は、ポンプの出力が小さくても液体中の気体溶存量をさらに効率よく上昇させる気体溶解装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, it is an object of the present invention to provide a gas dissolving apparatus that can efficiently increase the amount of dissolved gas in a liquid even if the output of the pump is small.
上記課題を解決するため本考案の気体溶解装置は、筒体とその筒体の両開口をそれぞれ閉塞する板体とからなる処理空間と、前記筒体に設けられ、気体と液体とが混合された気液混合流体が前記処理空間に流入する流入口と、前記筒体に設けられ、前記気液混合流体を前記処理空間から排出する排出口とを有する気体溶解装置であって、前記気液混合流体の一部が前記処理空間内において前記流出口から前記排出口に至るまで螺旋旋回するようになっており、前記螺旋旋回する前記気液混合流体にせん断力を付与するせん断部が前記処理空間内に設けられている。 In order to solve the above-mentioned problems, the gas dissolving apparatus of the present invention comprises a processing space comprising a cylindrical body and plates closing both openings of the cylindrical body, and a processing space provided in the cylindrical body in which gas and liquid are mixed. a gas-liquid mixed fluid flowing into the processing space; and a discharge port provided in the cylindrical body for discharging the gas-liquid mixed fluid from the processing space, wherein the gas-liquid A portion of the mixed fluid is spirally swirled in the processing space from the outlet to the outlet, and a shearing portion that applies a shearing force to the spirally swirling gas-liquid mixed fluid is disposed in the processing space. placed in the space.
好適には、気体溶解装置は、筒体とその筒体の両開口をそれぞれ閉塞する板体とからなる処理空間と、前記筒体に設けられ、液体が前記処理空間に流入する液体流入口と、前記筒体又は前記板体に設けられ気体が前記処理空間に流入する気体流入口と、前記筒体に設けられ、前記液体と前記気体とを前記処理空間から排出する排出口とを有する気体溶解装置であって、前記液体と前記気体とからなる流体の一部が前記処理空間内において前記液体流出口から前記排出口に至るまで螺旋旋回するようになっている。 Preferably, the gas dissolving device comprises a processing space comprising a cylindrical body and plates closing both openings of the cylindrical body, and a liquid inlet provided in the cylindrical body through which liquid flows into the processing space. , a gas inlet provided in the cylinder or the plate for allowing gas to flow into the processing space; and a gas outlet provided in the cylinder for discharging the liquid and the gas from the processing space. In the dissolving apparatus, a portion of the fluid composed of the liquid and the gas is spirally swirled within the processing space from the liquid outlet to the outlet.
本考案の気体溶解装置によれば、気液混合流体の一部が前記処理空間内において前記流出口から前記排出口に至るまで螺旋旋回することによって、螺旋旋回による遠心力が気液混合流体に加わって気液混合流体が加圧される。加圧された気液混合流体では、気体を液体に効率よく溶解させることができる。
また、気液混合流体が流入口から排出口に螺旋旋回しながら流れる過程で、せん断部によってせん断され、気体を液体にさらに効率よく溶解させることができる。
According to the gas dissolving apparatus of the present invention, part of the gas-liquid mixed fluid spirally swirls in the processing space from the outlet to the outlet, and centrifugal force due to spiral swirling is applied to the gas-liquid mixed fluid. In addition, the gas-liquid mixed fluid is pressurized. In the pressurized gas-liquid mixed fluid, the gas can be efficiently dissolved in the liquid.
In addition, the gas-liquid mixed fluid is sheared by the shearing portion in the course of flowing spirally from the inlet to the outlet, and the gas can be dissolved in the liquid more efficiently.
また、気液混合流体の一部が前記処理空間内において前記流出口から前記排出口に至るまで螺旋旋回することによって、気液混合流体がスムーズに処理空間を通過するようになっているので、気液混合流体への加圧が小さくてもよく出力の小さいポンプを使用して気体を液体に効率よく溶解させることができる。 In addition, part of the gas-liquid mixed fluid is spirally swirled in the processing space from the outlet to the outlet, so that the gas-liquid mixed fluid smoothly passes through the processing space. The gas can be efficiently dissolved in the liquid by using a pump with a small output even if the pressure applied to the gas-liquid mixed fluid is small.
好適には、前記気液混合流体の一部の螺旋旋回が層流である。 Preferably, the spiral swirling of the part of the gas-liquid mixed fluid is laminar flow.
マイクロバブル及びナノバブルを発生させる装置は気液混合流体を高速で旋回させる必要がある。しかしながら、請求項2の気体溶解装置は、請求項1の気体溶解装置と同様に作用する上に、前記気液混合流体の一部の螺旋旋回が層流となっており、マイクロバブル及びナノバブル等の気泡を積極的に発生させる装置ではなく、むしろマイクロバブル及びナノバブル等の気泡の発生を抑制する装置である。したがって、マイクロバブル及びナノバブルを発生させる装置に比べて、本考案は気液混合流体の旋回速度が低くても液体の溶存気体量を増加させることができる。その結果、気液混合流体を処理空間に流入させるためのポンプの出力を小さくすることができるので、省エネを実現できる。
A device that generates microbubbles and nanobubbles needs to swirl the gas-liquid mixed fluid at high speed. However, the gas dissolving device of
好適には、前記せん断部は、前記処理空間の重力方向、並びに重力方向に直交する第1の水平方向の双方において異なる前記処理空間内の位置に、複数の前記せん断部が設けられている。 Preferably, a plurality of shearing sections are provided at different positions within the processing space in both the gravitational direction of the processing space and a first horizontal direction orthogonal to the gravitational direction.
好適には、前記重力方向及び前記第1の水平方向の双方に直交する第2の方向の双方においてさらに異なる位置に、複数の前記せん断部が設けられている。 Preferably, a plurality of shearing portions are provided at different positions in a second direction perpendicular to both the direction of gravity and the first horizontal direction.
好適には、前記複数のせん断部は、線状部材である。 Preferably, the plurality of shearing portions are linear members.
好適には、前記複数のせん断部は、前記処理空間の中央付近に向けて先細の先細部材である。 Preferably, the plurality of shearing portions are tapered members that taper toward the vicinity of the center of the processing space.
好適には、前記処理空間内において、前記液体流入口及び前記気体流入口と、前記排出口との間に、前記せん断部が位置する。 Preferably, the shearing portion is located in the processing space between the liquid inlet and the gas inlet and the outlet.
好適には、前記気液混合流体の一部の螺旋旋回は、層流である。 Preferably, the spiral swirling of the portion of the gas-liquid mixed fluid is laminar flow.
また、空洞の気圧が大気圧程度となっていることによって、排出口から排出される排出水は、圧力が急激な低下して液体中に気泡が発生することを防止できる。 In addition, since the air pressure in the cavity is about the atmospheric pressure, it is possible to prevent the discharge water discharged from the discharge port from generating air bubbles in the liquid due to a sudden drop in pressure.
本考案によれば、ポンプの出力が小さくても液体中の気体溶存量を効率よく上昇させる気体溶解装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a gas dissolving apparatus that efficiently increases the amount of dissolved gas in a liquid even if the output of the pump is small.
以下、本考案の一実施形態について図面に基づいて説明する。
<第1実施形態>
図1及び図2の一点鎖線矢印は、気液混合流体の流れの様子の一例を示したものである。
本実施形態の気体溶解装置1は、図1及び図2に示すように筒体2とその筒体2の両開口をそれぞれ閉塞する板体3とからなる処理空間4と、筒体2に設けられ、気体と液体とが混合された気液混合流体が処理空間4に流入する流入口5と、筒体2に設けられ、気液混合流体を処理空間から排出する排出口6とを有する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<First embodiment>
The dashed-dotted arrows in FIGS. 1 and 2 show an example of the flow of the gas-liquid mixed fluid.
As shown in FIGS. 1 and 2, the
筒体2は、横断面が円の円筒となっている。板体3も筒体2の両開口を閉塞するために充分な大きさを有する円板となっている。
The
図1の側面図に示すように、流入口5と排出口6とは、筒体2の軸線方向にずれた位置に設けられている。流入口5から処理空間内に流入した気液混合流体は、筒体2に沿って旋回しながら排出口6へと向かうようになっている。したがって、図1中の一点鎖線矢印に示すように、気液混合流体の一部が処理空間4内において流出口5から排出口6に至るまで螺旋旋回するようになっている。
As shown in the side view of FIG. 1, the
図3は、本考案の第1実施形態に係る気体溶解装置1の処理空間4内に設けられたせん断部31の正面方向の構成を説明するための図である。図4は、図3に示す処理空間4内に設けられたせん断部31の側面方向の構成を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the front configuration of the
図3に示すように、処理空間4内には、正面方向から見て、重力方向(図3上下方向)に延びる4本のせん断部31―1~31―4が設けられている。
せん断部31―1~31―4は、線状部材である。
図3に示すように、せん断部31―1~31―4は、重力方向と直交する第1の水平方向(図3中左右方向)において異なる位置に等間隔で設けらている。
As shown in FIG. 3, in the
The shearing portions 31-1 to 31-4 are linear members.
As shown in FIG. 3, the shearing portions 31-1 to 31-4 are provided at different positions at equal intervals in a first horizontal direction (horizontal direction in FIG. 3) orthogonal to the direction of gravity.
図4に示すように、4本のせん断部31―1~31―4は、処理空間4の側面方向からみて重力方向及び第1の水平方向に直交する第2の水平方向(図4中左右方向)の異なる位置に設けられている。 As shown in FIG. 4, the four shearing portions 31-1 to 31-4 are arranged in a second horizontal direction (left and right in FIG. direction).
せん断部31―1~31―4は、処理空間4内において、流出口5と排出口6との間に設けらている。このように、流入口5と排出口6との間にせん断部31―1~31―4を設けることで、気液混合流体がせん断部31―1~31―4で効率的にせん断され、液体中の気体溶存量をさらに効率よく上昇させることができる。
The shearing portions 31-1 to 31-4 are provided between the
気体溶解装置1によれば、螺旋旋回による遠心力が気液混合流体に加わって気液混合流体が加圧されるため、加圧された気液混合流体では、気体を液体に効率よく溶解させることができる。
According to the gas dissolving
また、気体溶解装置1によれば、気液混合流体が流入口5から排出口6に螺旋旋回しながら流れる過程で、せん断部31―1~31―4によってせん断され、気体を液体にさらに効率よく溶解させることができる。
In addition, according to the gas dissolving
気液混合流体の一部の螺旋旋回は層流となっている。これにより、マイクロバブル及びナノバブル等の気泡の発生を抑制するとともに、処理空間4内において気液混合流体の螺旋旋回がスムーズに行われる。
Part of the spiral swirl of the gas-liquid mixed fluid is a laminar flow. As a result, the generation of bubbles such as microbubbles and nanobubbles is suppressed, and the gas-liquid mixed fluid spirals smoothly in the
気液混合流体の一部が螺旋旋回することによって、気液混合流体には遠心力が働き、液混合流体の螺旋旋回の旋回中心には空洞7が形成される。旋回中心の空洞7は気圧が大気圧程度なっているため、気液混合流体に溶けなかった気体が強制的に空洞に集まるようになっている。つまり、処理空間から排出する気液混合流体に気泡等が混ざらないようになっている。気泡等が混ざった気液混合流体に比べて、気泡等が混ざっていない気液混合流体は、時間経過にともなう溶存気体量の低下が緩やかとなる。
A centrifugal force acts on the gas-liquid mixed fluid as a part of the gas-liquid mixed fluid spirally swirls, and a
また、空洞の気圧が低くなっていることによって、排出口から排出される排出水は、圧力の急激な低下して液体中に気泡が発生することを防止できる。 In addition, since the air pressure in the cavity is low, the discharge water discharged from the discharge port can be prevented from generating air bubbles in the liquid due to a sudden drop in pressure.
<第2実施形態>
本実施形態の気体溶解装置101は、せん断部の形状及び位置が第1実施形態の気体溶解装置1とは異なり、それ以外の構成は同じである。
<Second embodiment>
The gas-dissolving device 101 of this embodiment differs from the gas-dissolving
図5は、本考案の第2実施形態に係る気体溶解装置101の処理空間4内に設けられたせん断部131の正面方向の構成を説明するための図である。図6は、図5に示す処理空間4内に設けられたせん断部131の側面方向の構成を説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining the front configuration of the shearing section 131 provided in the
図5に示すように、処理空間4内には、正面方向から見て、処理空間4の円周方向に等間隔に5個のせん断部131―1~131―5が設けられている。
せん断部31―1~31―4は、線状部材である。
As shown in FIG. 5, in the
The shearing portions 31-1 to 31-4 are linear members.
図6に示すように、5個のせん断部131―1~131―5は、処理空間4の側面方向からみて重力方向及び第1の水平方向に直交する第2の水平方向(図6中左右方向)の異なる位置に設けられている。 As shown in FIG. 6, the five shearing portions 131-1 to 131-5 are arranged in a second horizontal direction (left and right in FIG. direction).
せん断部131―1~131―5は、処理空間4の中央付近に向けて先細の先細部材である。
The shearing portions 131-1 to 131-5 are tapered members that taper toward the vicinity of the center of the
せん断部131―1~131―5は、処理空間4内において、流出口5と排出口6との間に、気液混合流体の螺旋旋回に沿った位置に設けらている。
The shearing portions 131-1 to 131-5 are provided in the
気体溶解装置101によっても、第1実施形態と同様に、気液混合流体が流入口5から排出口6に螺旋旋回しながら流れる過程で、せん断部31―1~31―4によってせん断され、気体を液体にさらに効率よく溶解させることができる。
In the gas dissolving device 101, as in the first embodiment, the gas-liquid mixed fluid is sheared by the shearing portions 31-1 to 31-4 in the process of spirally flowing from the
本考案は上述した実施形態には限定されない。
すなわち、当業者は、本考案の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。
The invention is not limited to the embodiments described above.
That is, those skilled in the art may make various changes, combinations, subcombinations, and substitutions regarding the constituent elements of the above-described embodiments within the technical scope of the present invention or equivalents thereof.
本考案のせん断部の形状、数、配置場所は、十分なせん断力を発揮できれば、上述した図3~図6に示すものには限定されない。 The shape, number, and location of the shearing portions of the present invention are not limited to those shown in FIGS.
上記実施形態では、筒体2の横断面が円の円筒の場合について説明したが、これに限定されることなく、気液混合流体の一部が処理空間内において螺旋旋回可能であれば断面が
多角形の筒であってもよい。
In the above embodiment, the case where the
また、上記実施形態では、板体3も筒体2の両開口を閉塞するために充分な大きさを有する円板となっている場合について説明したが、これに限定されることなく、筒体2の両開口を閉塞できれば、どのような形状の板体でであってもよい。
In the above embodiment, the
さらに、上記実施形態では、気液混合流体の一部の螺旋旋回は層流となっている場合について説明したが、気液混合流体全体が層流となっている必要はなく、部分的に乱流が発生していてもよい。 Furthermore, in the above embodiment, the spiral swirling of a part of the gas-liquid mixed fluid has been described as a laminar flow. Flow may occur.
さらに、上記実施形態では、気体溶解装置が気体と液体とが混合された気液混合流体が処理空間4に流入する流入口5を有する場合について説明したが、これに限定されることなく、気体と液体が独立して処理空間に流入するように、気体溶解装置が筒体とその筒体の両開口をそれぞれ閉塞する板体とからなる処理空間と、前記筒体に設けられ、液体が前記処理空間に流入する液体流入口と、前記筒体又は前記板体に設けられ気体が前記処理空間に流入する気体流入口と、前記筒体に設けられ、前記液体と前記気体とを前記処理空間から排出する排出口とを有し、前記液体と前記気体とからなる気液混合流体の一部が前記処理空間内において前記液体流出口から前記排出口に至るまで螺旋旋回するようになっていてもよい。
Furthermore, in the above embodiment, the case where the gas dissolving device has the
1…気体溶解装置
2…筒体
3…板体
4…処理空間
5…流入口
6…排出口
7…空洞
31―1~31―4…せん断部
131―1~131―5…せん断部
Claims (7)
前記筒体に設けられ、気体と液体とが混合された気液混合流体が前記処理空間に流入する流入口と、
前記筒体に設けられ、前記気液混合流体を前記処理空間から排出する排出口とを有する気体溶解装置であって、
前記気液混合流体の一部が前記処理空間内において前記流入口から前記排出口に至るまで螺旋旋回するようになっており、
前記螺旋旋回する前記気液混合流体にせん断力を付与するせん断部が前記処理空間内に設けられている
気体溶解装置。 a processing space comprising a cylinder and plates closing both openings of the cylinder;
an inflow port provided in the cylindrical body through which a gas-liquid mixed fluid in which gas and liquid are mixed flows into the processing space;
A gas dissolving device having a discharge port provided in the cylindrical body for discharging the gas-liquid mixed fluid from the processing space,
part of the gas-liquid mixed fluid spirally turns from the inlet to the outlet in the processing space,
A gas dissolving device, wherein a shearing section that imparts a shearing force to the spirally swirling gas-liquid mixed fluid is provided in the processing space.
前記筒体に設けられ、液体が前記処理空間に流入する液体流入口と、
前記筒体又は前記板体に設けられ気体が前記処理空間に流入する気体流入口と、
前記筒体に設けられ、前記液体と前記気体とを前記処理空間から排出する排出口とを有し、
前記気液混合流体の一部が前記処理空間内において前記液体流入口から前記排出口に至るまで螺旋旋回するようになっている
請求項1に記載の気体溶解装置。 a processing space comprising a cylinder and plates closing both openings of the cylinder;
a liquid inlet provided in the cylindrical body through which liquid flows into the processing space;
a gas inlet provided in the cylinder or the plate through which gas flows into the processing space;
a discharge port provided in the cylindrical body for discharging the liquid and the gas from the processing space;
2. The gas dissolving device according to claim 1, wherein part of said gas-liquid mixed fluid spirally turns within said processing space from said liquid inlet to said outlet.
請求項1に記載の気体溶解装置。 The gas dissolving device according to claim 1, wherein the shearing portion has a shape protruding into the processing space from a housing forming the processing space.
請求項1に記載の気体溶解装置。 2. The shearing unit according to claim 1, wherein a plurality of shearing units are provided at different positions within the processing space in both the gravitational direction of the processing space and a first horizontal direction orthogonal to the gravitational direction. gas dissolver.
請求項4に記載の気体溶解装置。 5. The gas dissolving device according to claim 4, wherein a plurality of said shearing portions are provided at different positions in a second direction perpendicular to both said gravity direction and said first horizontal direction.
請求項5に記載の気体溶解装置。 The gas dissolving device according to claim 5, wherein the plurality of shearing portions are tapered members that taper toward the vicinity of the center of the processing space, and are provided at positions along the spiral revolution of the gas-liquid mixed fluid.
請求項2に記載の気体溶解装置。
3. The gas dissolving device according to claim 2, wherein the shearing portion is positioned between the liquid inlet and the gas inlet and the outlet in the processing space.
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